معرفي، بررسي مكانيسم هاي عمل و توصيف ژنومي باكتري پروبيوتيك گياهي Bacillus velezensis

Introduction, mechanisms of action and genomic description in plant probiotic bacterium Bacillus velezensis

باكتري Bacillus velezensis يكي از عوامل پروبيوتيك گياهي مي باشد كه اخيرا به عنوان يكي از ابزار هاي قوي بيوكنترل مورد توجه قرار گرفته است. هدف از اين پژوهش معرفي و بررسي برخي از خصوصيات باكتري B. velezensis مي باشد كه از ريزوسفر گوجه فرنگي شهرستان كرمانشاه جداسازي شد. در اين پژوهش باكتري B. velezensis به ترتيب موجب افزايش 86/78، 87/56 و 83/45 درصدي طول شاخساره، طول ريشه و وزن خشك گياه گوجه فرنگي در گلخانه و درصد جوانه زني و شاخص بنيه بذر در شرايط آزمايشگاهي گرديد. علاوه بر اين، برخي از خصوصيات پروبيوتيكي اين جدايه از جمله توليد سيدورفور، سيانيد هيدروژن و اندول استيك اسيد در آزمايشگاه مورد ارزيابي قرار گرفتند. اثر بازدارندگي اين سويه روي قارچ Fusarium oxysporum f. sp. lycopersici به روش كشت متقابل و تركيبات فرار ضدقارچي به ترتيب به ميزان 83 و 58 درصد بود. در بررسي هاي گلخانه اي نيز باعث كاهش بروز 5/87 درصدي علائم بيماري گرديد. در نهايت ژنوم كامل باكتري با استفاده از تكنولوژي ايلومينا تعيين توالي گرديد. سپس در پايگاه RAST مكان هاي ژنومي و توالي هاي رمزگردان مشخص گرديده و در پايگاه NCBI با توالي هاي موجود مقايسه شد. نتايج نشان داد كه اين جدايه با احتمال 100 درصد متعلق به گونه B. velezensis است. اندازه ژنوم اين جدايه 4132868 جفت باز و شامل 4329 توالي رمزگردان مي باشد. اين تحقيق اثباتي بر معرفي گونه B. velezensis به عنوان باكتري پروبيوتيك گياهي است.

Bacillus velezensis is one of the plant probiotic bacteria that has been recently considered as one of the most powerful biocontrol agents. The purpose of this study is to introduce and investigate some of the characteristics of B. velezensis bacterium, which has been isolated from tomato rhizosphere in Kermanshah Province. In this study, B. velezensis increased shoot length, root length and dry weight of tomato plants by 78.86%, 56.68%, and 45.83%, respectively in comparison to uninoculated control; it also promoted seed germination percentage and seed vigor index under in vitro condition. Furthermore, some of the biocontrol properties of this strain such as the production of siderophore, HCN, and indole-3-acetic acid and solubilization of phosphate were evaluated. Biocontrol bioassay of this strain against Fusarium oxysporum f.sp. lycopersici under in vitro condition revealed that this strain can inhibit the mycelial growth in both dual culture and volatile compounds methods about 83% and 58%, respectively. The pot experiment results showed that B. velezensis caused a reduction in disease symptoms up to 87%. Finally, the whole genome sequence of this strain was identified using Illumina HiSeq2500 technology. Then genomic locations and coding sequences were identified in RAST database. In addition, the sequencing data were compared with existing sequences in the NCBI database. Results showed that this isolate has high similarity to (%100) B. velezensis. The genome of this isolate contains 4132868bp and 4329 CDs. The results suggest that B. velezensis has a good potential to be introduced as a plant probiotic bacterium.